为防止雷电损坏变电站设备,可从直击雷防护、雷电波防护、接地系统完善、设备维护与管理、新技术应用等方面采取措施:
· 安装避雷针:避雷针是防护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接收器,其作用是把雷电吸引到自身并安全地将雷电流引入大地,从而保护设备。对于35kV变电站,为保护室外设备及架构安全,必须装有独立的避雷针,且独立避雷针及其接地装置与被保护建筑物及电缆等金属物之间的距离不应小于5米,主接地网与独立避雷针的地下距离不能小于3米,独立避雷针的独立接地装置的引下线接地电阻不可大于10Ω,并需满足不发生反击事故的要求;对于110kV及以上的变电所,由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高,可将避雷针直接装设在配电装置的架构上,同时避雷针与主接地网的地下连接点,沿接地体的长度应大于15米,以防止雷击避雷针时产生的高电位造成电气设备的反击事故。
· 架设避雷线:在变电站进出线上方架设避雷线,可避免出现遭受直接雷击,危害变电站内部设备;当进出线在避雷线保护范围外遭受直接雷击或感应过电压时,可降低过电压的幅值,减轻对变电站内部设备的危害。
· 安装避雷器:避雷器是变电站中重要的防雷设备,如压电氧化锌避雷器,能将雷电过电压保持在合适水平,降低电气设备的损坏程度。它利用氧化锌晶体的压电效应,将过电压的能量转化为热能泄散、降温,从而起到防雷作用。在变电站每路进线终端、主变压器的低压侧出线、主变压器的中性点引出线等位置,一般都装设避雷器。
· 做好进线段保护:为避免雷电波对变电站的影响,保证相关电气设备不被损坏,可在相邻变电站的线路上设置避雷线,实现分流,保证设备绝缘能承受雷电流。对于35或66kV电力线路,一般在变电所进出线1 - 2km段内装设架空避雷线作为保护,使该段线路免遭直接雷击。为使保护段以外的线路受雷击时侵入变电所内的过电压有所限制,一般可在架空避雷线的两端装设管型避雷器,其接地电阻不得大于10Ω。
· 保护微电子设备:变电站微电子设备的雷击主要是雷电流中的瞬态电磁场,可采用电磁屏蔽来减少电磁干扰。此外,为了避免瞬时电压造成设备损坏,可以在关键位置安装过电压保护器等装置,实现对微电子设备的保护,增强保护效果。
· 合理设计接地网:接地网应根据变电站的实际情况进行合理设计和布置,包括水平接地网和垂直接地网,其作用是将变电站设备的接地回路与地面连接起来,提供一个低阻抗的接地通道。接地网的导体应具有足够的截面积,以承受雷电流的冲击。同时,要保证接地网的连接牢固,避免出现虚接、断开等情况。
· 降低接地电阻:良好的接地系统是防止雷击危害的关键,通过合理设计和铺设接地网,将雷电流迅速引入地下,减少对设备和人员的伤害。可通过增加接地极数量、使用降阻剂、采用深井接地等方法降低接地电阻,确保接地电阻符合要求。一般来说,变电站的防雷接地电阻值要求不大于0.5Ω(一说不大于1Ω),独立避雷针接地电阻值要求不大于10Ω。
· 定期检查和测试:定期检查和测试避雷针、避雷器、接地系统等防雷设备,确保其正常工作。检查内容包括设备的外观是否损坏、连接是否牢固、接地电阻是否符合要求等。若发现异常,及时进行修复或更换。
· 清理周边环境:及时清理杂草、树木等可能对防雷设施造成干扰的物体,保持防雷设备周围环境的整洁,避免因杂物堆积影响防雷效果。
· 建立监测系统:建立完善的监测系统,实时监测线路的防雷设备的状态,以及变电站设备的运行参数。通过对监测数据的分析,及时发现潜在的安全隐患,并采取相应的维护和修复措施。
· 优化设备布局:合理安排变电站内设备的布局,避免设备过于集中,减少雷电对多个设备同时造成损害的可能性。同时,要考虑设备之间的电气距离,确保在发生雷击时,不会因设备之间的相互影响而扩大事故范围。
· 采用绝缘配合:根据线路的电压等级、输送容量、线路长度、地形地貌等因素,合理选择线路的绝缘子型式、绝缘子串的片数、杆塔的接地电阻等参数,以提高线路的耐雷水平和降低雷击跳闸率。
· 安装浪涌保护器:浪涌保护器(SPD)是一种用于限制瞬态过电压和泄放浪涌电流的装置,可有效保护电力设备免受雷电过电压和操作过电压的损害。根据设备的雷电防护等级和电压等级选择合适的浪涌保护器,并正确安装于设备的电源入口处。
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